摘要：随着我国科技水平的快速发展，智慧民航是大势所趋，梳理智慧民航的赋能技术、关键特征、模式形态和关键技术尤为重要。从民航发展背景和智慧民航定义出发，分析了5G（第5代移动通信网络）、云计算、物联网、大数据、人工智能和移动互联网等新兴技术对民航的可能影响，探讨了智慧民航的关键特征和应用场景，并提出了实现智慧民航应解决的关键技术问题。
关键词：人工智能；智慧民航；运输系统
引言
为适应经济全球化的需要，未来国际航空运输发展的主要趋势是航空运输全球化。国际民航业的发展趋势将呈现出航空公司集团化、联盟化；航空运输自由化；枢纽机场主导化；运输模式智能化和服务人性化；全球空域一体化，以无缝隙的空域管理为用户提供连贯和一致性的服务等特点。为此，世界各民航大国纷纷提出自己面向未来的新一代民用航空运输系统。世界民航科技强国的发展经验表明，只有建立完整的科技创新体系，重视民航科技发展，才能建设成为真正的民航强国，使民航业发展腾飞，而这种从国家层面上重点关注民航科学技术创新体系建立的国家越来越多，关注的力度也越来越大。
1影响民航未来20年发展的重要因素
①人工智能和机器人领域。未来20年，机器人和AI技术将会在民航行业得到普遍应用。未来民航将会是一个各类有人机与无人机混合运行的运输系统。机场各类专用车辆和设施设备的自动化程度将越来越高，空侧将会逐步向无人化运行过渡。机场陆侧各类机器人服务设备广泛使用，可以实时感知机场区域繁忙程度的自动移动式服务设备等将有效缓解航站楼中人流和空间的矛盾压力。未来的航空旅行，旅客可以无需与人交互，便可实现全程舒心旅行。②网络安全问题。未来民航运行高度依赖于各类信息通信网络，空地通信、机场场面通信等网络所面临的攻击威胁将越来越大。民航业必须采取足够的行动和措施应对潜在黑客、各类入侵以及信息泄漏等，以确保航空公司、机场和空中交通管制部门等之间的信息通信能够安全进行。基于网络安全的信息安全已成为民航业继飞行安全和空防安全之后的第三大安全。③大数据将是未来20年重塑民航的颠覆性技术。庞大的航空运输活动产生并积累的海量数据，是基于大数据分析技术提升航空运输系统整体性能的重要基础。通过建模旅客出行兴趣，为旅客提供个性化服务。通过深度学习和大数据分析，优化空域、航线网络和机场运行等都是大数据在民航行业的典型应用。④信息实时共享问题。随着通信技术、信息共享技术的进步，通过航空业全域数据交换集成、实时共享和分析，提升行业整体运行性能成为趋势。信息的实时共享将在最大化航空公司、机场、空管及各保障单位运行效率方面发挥不可替代的作用。民航业工作人员和旅客群体等均可通过信息集成系统和实时更新的共享信息，按需获取各自关于航班运行、天气状况、商业活动等个性化精准信息。⑤智能计算机应用程序（application，APP）领域。随着人工智能和移动互联技术的发展，越来越多智能APP应用服务于旅客出行、生产运行、货运物流、安全安防等民航各业务环节。典型应用如：智能旅客服务以个性化体验为重点，以应用为中心，无缝且移动，能实现航班信息获取、位置感知、登机导航、预订停车、特殊援助等。⑥精确的气象预测。精准气象预报有助于提升民航全行业的安全水平，有利于在恶劣天气条件下实现航班实时定位跟踪和动态管理。依托物联网、大数据等技术构建全球航班运营管理解决方案，通过实时融合全球气象信息、空域限制、航迹信息和导航数据，洞悉飞行气象态势，优化运营并减低破坏性事件（天气，停电等）的影响，从而提高全行业运行效率和收益，提高旅客旅行的满意度。
2关键技术
2.1 航空货运电子化
IATA 的电子货运（E-Freight ）计划
众所周知，电子化作为一项新兴的手段，近年来在国内外均获得了眼球效益。
尤其是将航空货运电子化作为“商务简化”项目一部分的 IATA，更是不遗余力地推荐其电子货运（E- Feight）理念，并重点放在了纸张节约、实现各国海关无纸化程序等方面，虽然这些概念确实非常不错，也吸引到足够的志愿者和眼球效益。但是，这并不能适合全球每一个国家，尤其是像中国这样一个拥有着巨大本国市场和广阔国土面积的国家。作为一名长期从事国内航空货运业的人员，笔者将着重就我国推进航空货运电子化的风险分析如下：①由于电子货运项目主要针对的是国际航空货运领域，所以各国海关的无纸化程序的进展程度是所有各方最为关注的；②但是我国海关部门在近几年推进电子货运项目中一直未能与国际航协所要求的电子货运目标达成一致，并存在一定差异和难度。因此，上述的困难直接导致了我国各航空货运企业及代理业均无法享受到电子货运所推崇的节约纸张和简化海关流程的理想目标。
2.2 有人机／无人机混合运行管控技术
导航精度、通信延时的大幅改善，以及 ADC － BIN ／OUT 和智能驾驶技术的日益成熟，极大提升了航空器的自主飞行能力。无人驾驶航空器将承担商业载人航空运输以外的重要运输活动，因此带来以下2方面问题：①空防问题：无人机入侵禁区、限制区和民航终端空域等将严重威胁国防安全和民用航空运输安全，未来空管系统应具备对无人机的入侵探测、意图识别、航迹跟踪和必要情况下的干扰、拦截和超控等能力。②空管问题：有人机／无人机混合运行未来将成为常态化，由此带来有人机／无人机混合运行的安全管控问题。有人机／无人机混合运行管控包括以下3类关键技术：①ADS －B／ TCAS深度耦合冲突探测技术：分别针对大型和中小型有人机／无人机混合运行，构建以新型中低空多源融合监视技术、电子围栏与身份识别技术集成应用为基础的安全防控体系。②有人机／无人机融合运行交通规则：建立有人机／无人机混合运行的适航标准、飞行标准和飞行规则，开展有人机／无人机混合运行仿真和示范。③有人机／无人机意图交互：研制无人机运行监控平台，依托军民航空管机构，实现无人机轨迹提取、意图识别和低空运行风险态势评估。运载体将具备高度智能感知和协同避让能力，基于云平台和物联网，利用分布式人工智能实现对低空空域智慧栅格上的混合交通态势进行评估、预测和预警，各智能体单元间通过协同决策解决开放的和复杂的低空混合交通系统面临的交通管控问题。
结束语
新中国成立以来，中国民航的发展历程主要以学习消化西方的先进技术为主，其自主创新能力不足。伴随着中国民航的持续高速发展，我国民航面临的问题是“以人为中心”确立的民航运输保障体系无法满足未来交通运输持续增长的需求。欧美等国提出的 ＮｅｘｔＧｅｎ和ＳＥＳＡＲ计划主要解决了欧美民航强国的内涵发展问题，并不能解决我国民航面临的问题。智慧民航将充分利用人工智能，依托５Ｇ 、北斗、大飞机和物联网等自主可控技术平台，通过技术变革推动“以人为中心”的民航运输保障体系向自治化方向迈进，以满足未来交通运输可持续发展的需求。智慧民航的推进建设是一项巨大的系统工程，需打破行业壁垒和部门边界，凝聚行业内外科研力量和全行业运行主体优势，统筹规划，通过关键技术研究—示范工程验证—全面部署推广，循序渐进地实现技术自主可控和国际运行典范，支撑新时期民航强国战略构想。
参考文献
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